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核酸的分子結(jié)構(gòu)

  一、核酸的化學(xué)組成

  組成核酸的元素有C、H、O、N、P等,其中N含量約為15%~16%,磷含量為9%~10%。由于核酸分子中的磷含量比較恒定,因此,核酸定量測定的經(jīng)典方法,是以測定磷含量代表核酸量。

  核酸經(jīng)水解可得到多核苷核,因此核苷酸是核酸的基本單位,核酸就是由很多單核苷酸聚合形成的多核苷酸,核苷酸可被水解產(chǎn)生核苷和磷酸,核苷還可進(jìn)一步水解,產(chǎn)生戊糖和含氮堿。因此,核酸是由含氮堿、戊糖及磷酸三種成分組成。

  含氮堿(簡稱堿基):核酸中的含氮堿簡稱堿基,是嘌呤堿(purine)與嘧啶堿(pyrimidine)的衍生物。RNA和DNA含有的共同堿基成分是腺嘌呤(adenine,A)、鳥嘌呤(guanine,G)和胞嘧啶(cytosine, C)。二者的區(qū)別是RNA含有尿嘧啶(uracil,U),而DNA含有胸腺嘧啶(thymine,T)。嘌呤和嘧啶都有酮-烯醇式互變異構(gòu)現(xiàn)象,一般生理pH條件下呈酮式。它們的結(jié)構(gòu)如下:

  有些核酸中含有修飾堿基(或稀有堿基),這些堿基大多是在上述嘌呤或嘧啶堿的不同部位甲基化(methylation)或進(jìn)行其它的化學(xué)修飾而形成的衍生物。例如有些DNA分子中含有5-甲基胞嘧啶(m5C),5-羥甲基胞嘧啶(hm5C)。某些RNA分子中含有1-甲基腺嘌呤(m1A)、2,2-二甲基鳥嘌呤(m22G)和5,6-二氫尿嘧啶(DHU)等。醫(yī)學(xué).全在.線www.med126.com

  嘌呤堿和嘧啶堿一般多不易溶于水,對(duì)250~280nm波長的紫外光有較強(qiáng)的吸收,但對(duì)260nm光波的吸收能力最大。由于堿基是核酸的基本組成成分,因此,所有的核酸(包括DNA和RNA)其共同特點(diǎn)是對(duì)260nm處的紫外光有最大的吸收值。

  核酸分子中堿基的克分子數(shù)與磷的克原子數(shù)相等,所以可根據(jù)核酸溶液中的磷含量及紫外光的吸收值來測定核酸量。一般以每升核酸溶液中含1g磷原子為標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算核酸的吸光率,這稱為克原子磷吸光率或克原子磷消光系數(shù)[ε(p)],ε(p)的計(jì)算式為:

  ε(p)=A/Cl

  A為吸光度(光密度),1為比色杯內(nèi)徑,通常為1.0cm;C為每升核酸溶液中磷的克原子數(shù)。

  C= 每升溶液中磷重(wg)/30.98  ε(p)=30.98A/wl

  一般DNA的ε(p)=6000~8000;RNA為7000~10000

  現(xiàn)將DNA和RNA的化學(xué)組成歸納如表18-1:

表18-1

 

RNA

DNA

嘌呤堿

腺嘌呤鳥嘌呤

腺嘌呤鳥嘌呤

嘧啶堿

胞嘧啶尿嘧啶

胞嘧啶胸腺嘧啶(或5-甲基胞嘧啶)

戊糖

核糖

脫氧核糖

磷酸

磷酸

磷酸

 

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